前言

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入，企業(yè)業(yè)務(wù)部門需要越來越快的應(yīng)用開發(fā)，傳統(tǒng)的開發(fā)模式和運維模式節(jié)奏緩慢，這兩者之間的矛盾越來越突出。為了解決這種矛盾，云原生概念于2013年首次提出，云原生計算基金會在2015年成立。2018年云原生生態(tài)不斷壯大，主流云計算供應(yīng)商紛紛加入該基金會。業(yè)界更是稱2019年為云原生技術(shù)的商業(yè)化元年。云原生架構(gòu)為傳統(tǒng)云計算領(lǐng)域的人才和傳統(tǒng)信息系統(tǒng)開發(fā)者帶來了新挑戰(zhàn)，對企業(yè)IT更是極大的挑戰(zhàn)。

很多朋友在學(xué)習(xí)實踐云原生架構(gòu)時感覺一頭霧水。官方文檔的語言障礙、入門文檔的欠缺以及網(wǎng)上碎片化的資料，阻礙了云原生架構(gòu)的普及和推廣，提高了學(xué)習(xí)難度。本書正是在這種情況下編寫的。

本書特色

本書由云原生的核心思想和理念入手，重點講述企業(yè)引入云原生架構(gòu)的必要條件、企業(yè)如何準(zhǔn)備云原生開發(fā)和部署環(huán)境，企業(yè)如何運維云原生架構(gòu)，并在最后提供云原生相關(guān)案例，為企業(yè)展現(xiàn)云原生的實戰(zhàn)場景和步驟，從而讓企業(yè)對云原生架構(gòu)有一個直觀的感受，也為企業(yè)引入云原生架構(gòu)提供了樣例。

讀者對象

本書讀者主要是以下人員：

● 云原生和微服務(wù)開發(fā)人員

● 云原生架構(gòu)運維人員

● DevOps參與人員

● 項目經(jīng)理

● IT部門主管

如何閱讀本書

本書系統(tǒng)地講解了云原生架構(gòu)相關(guān)知識，以及如何實際構(gòu)建云原生敏捷架構(gòu)，在構(gòu)建云原生應(yīng)用時應(yīng)該如何操作。各章內(nèi)容大致如下：

第1章為云原生架構(gòu)發(fā)展歷程和相關(guān)基礎(chǔ)理論知識。從云計算的演化開始講解云原生的概念，并講述了云原生基礎(chǔ)架構(gòu)和云原生應(yīng)用兩部分重要內(nèi)容。同時還描述了云原生架構(gòu)的主要思想精髓和設(shè)計模式，并引入了服務(wù)網(wǎng)格的介紹，展望了云原生的發(fā)展方向。本章內(nèi)容主要側(cè)重于核心理論的宣講，重點讓讀者從理念上掌握云原生架構(gòu)的核心要素。

第2章講述了Kubernetes中的核心對象。云原生架構(gòu)的敏捷基礎(chǔ)架構(gòu)都是建立在Kubernetes基礎(chǔ)之上的，因此本章概要介紹了在后續(xù)實戰(zhàn)中必須掌握的Kubernetes關(guān)鍵內(nèi)容。本章也是對Kubernetes內(nèi)容的有序梳理和歸納，從而使讀者對Kubernetes有更深入的理解。

第3章從實戰(zhàn)的角度描述了一個企業(yè)在構(gòu)建云原生架構(gòu)時應(yīng)該如何部署一整套敏捷基礎(chǔ)架構(gòu)。本章先從部署本地Repository入手，然后講解如何在裸機(jī)（Bare Metal）上部署Kubernetes環(huán)境，之后描述了如何部署針對Kubernetes的負(fù)載均衡設(shè)施，以及通過GlusterFS為Kubernetes提供存儲支持。

第4章講述云原生架構(gòu)下的DevOps。云原生的一個核心理念是開發(fā)與運維的有效整合協(xié)作，因此本章重點介紹了云原生架構(gòu)下的DevOps流程，以及云原生架構(gòu)下的軟件部署策略。在本章實戰(zhàn)環(huán)節(jié)，介紹了目前最常用的GitLab軟件部署以及如何在云原生開發(fā)過程中借助GitLab實現(xiàn)自動CI/CD。本章為讀者提供了一整套DevOps方案，有助于讀者理解云原生架構(gòu)下的DevOps，也是企業(yè)向云原生應(yīng)用轉(zhuǎn)型的重要參考內(nèi)容。

第5章講述云原生架構(gòu)下的日志解決方案。日志是解決業(yè)務(wù)系統(tǒng)問題的溯源依據(jù)。本章介紹了在云原生架構(gòu)下如何收集日志、存儲日志，并介紹了伴生模式和DaemonSet模式。在本章實戰(zhàn)環(huán)節(jié)，介紹了目前最常用的日志存儲系統(tǒng)Elasticsearch在不同環(huán)境中的部署，并通過Kibana來查詢分析日志。最后介紹了在云原生架構(gòu)下的日志收集模式和方案。本章內(nèi)容有助于讀者理解云設(shè)計模式，并掌握相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計和部署。

第6章講述如何監(jiān)控云原生架構(gòu)。通過介紹云原生架構(gòu)下Prometheus監(jiān)控指標(biāo)收集系統(tǒng)，講解了如何通過各類Exporter來收集指標(biāo)，以及通過Grafana來圖形化展示各類指標(biāo)。本章實戰(zhàn)環(huán)節(jié)不僅講述了如何部署以上系統(tǒng)，還通過如何監(jiān)控Drupal站點的案例來進(jìn)一步加強(qiáng)以上內(nèi)容的理解，給出了監(jiān)控的示范應(yīng)用。

第7章重點描述了服務(wù)網(wǎng)格。云原生架構(gòu)下的應(yīng)用主要是以微服務(wù)形式提供的。隨著微服務(wù)的發(fā)展與興起，其規(guī)模也越來越龐大，服務(wù)治理的需求也越來越迫切。本章通過目前排名第一的Istio架構(gòu)來闡述服務(wù)治理的各項要素，并介紹了分布式調(diào)用追蹤、遙測度量收集、灰度發(fā)布應(yīng)用、服務(wù)熔斷和故障注入等常用場景。本章的實戰(zhàn)主要以代碼形式穿插在各內(nèi)容中，讓讀者以直觀的形式理解服務(wù)治理內(nèi)容。

第8章匯集了前述章節(jié)的內(nèi)容，并從多個方面描述不同的案例來示范云原生架構(gòu)的部署、云原生應(yīng)用的開發(fā)與運維等方面的內(nèi)容。首先講解了如何在Kubernetes中部署Drupal 8站點，闡述了存儲卷、數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控等方面的內(nèi)容；其次介紹了時下最常用的Node.js系統(tǒng)架構(gòu)開發(fā)運維過程，重點闡述了與GitLab相關(guān)的自動化構(gòu)建和運維等功能；然后闡述了當(dāng)下最流行的單點登錄系統(tǒng)，從云原生的角度講述如何定制、構(gòu)建、部署和運維，形成了一個完整云原生應(yīng)用方面的商用案例；最后從高校的視角來講述一個企業(yè)組織在云原生架構(gòu)轉(zhuǎn)型過程中所需要改革的要素和面臨的困難，有助于讀者從頂層架構(gòu)來推進(jìn)云原生架構(gòu)的應(yīng)用。

致謝

感謝所有為云原生開發(fā)、普及和推廣做出貢獻(xiàn)的朋友們，是你們研發(fā)和推廣了這么優(yōu)秀的技術(shù)和產(chǎn)品。

感謝我的同事吳慧韞和云計算團(tuán)隊，他們給了我鼓勵并提供了很多寶貴的建議。

感謝上海海事大學(xué)物流研究中心尤其是郝楊楊老師的熱忱幫助，是他們支持了我的實驗和相關(guān)活動。

感謝機(jī)械工業(yè)出版社的車忱編輯，在編寫本書的過程中始終支持我的寫作，他的鼓勵和幫助使得我順利完成全部書稿。

最后感謝我的妻子梁璟旻，在工作之余還要照顧孩子、做家務(wù)，讓我有時間有環(huán)境去思考寫作；也感謝我的寶貝女兒王穎，幫我整理部分書稿并錄入。

謹(jǐn)以此書獻(xiàn)給幫助過我的朋友們以及熱愛云原生架構(gòu)的朋友們！

王玉平